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复杂地质条件下锚杆锚索桁架对巷道围岩的控制技术
复杂地质条件下锚杆锚索桁架对巷道围岩的控制技术摘要:介绍了复顶板巷道钢带锚杆预应力锚索支护的布置方式支护参数及构件的选择和施工工艺
关键词:树脂锚固、钢带锚杆、预应力锚索、复
?????? 随着我矿生产的,巷道大部分锚杆锚索桁架对巷道围岩的控制技术,采取了钢带锚杆锚索桁架联合支护的基本结构对巷道顶板围岩进行控制,充分发挥了顶板的自承能力,支护效果良好,已取代了大量的架棚支护,其施工工艺简单、省工省力、便于掘进施工,降低支护成本,巷道断面利用率高,减少巷道挖掘量。
一、地质概况:
以我矿为例二、巷道支护设计
钢带锚杆锚索桁架联合支护2.1钢带锚杆支护参数的确定
锚杆长度L按下式计算
L=L1+L2=L3
式中:L1—————锚杆外露长度一般取L1=0.0m。
????? L2—————锚杆有效长度,m????? L3—————锚杆锚固长度根据上卷药Z2950型树脂药要求,一般取L3=0.7~0.9m??? 显然锚杆外露长度L1与锚固长度L3是容易确定的关键是方向确定锚杆有效长度L2,我们采用普氏自然平衡拱理论确定L2的大小
即当f≥3时?? L2=B/2f
式中:B————巷道跨度,B=4.0m
f————普氏岩石坚固系数,取则L2=—1.25m
得L=—2.19m因此锚杆长度选m
锚杆直径d:根据公式d≥1.785√Q/δt
式中:d————锚杆杆体直径mm
????? Q————锚固力>KN
δt————螺纹钢抗拉强度,查表δt=0.9KN/cm2
得d= mm选取锚杆直径d=mm
锚杆排间距D:根据公式D=(Q/KRr)2/1
式中:D————锚杆间距
K————锚杆安全系数,一般取1.5~1.8
r————岩石容重,取23.52KN/m3
得D=m
根据我矿实际情况,确定排距为m,间距m配型四眼钢带,钢带规格为长×宽×厚=3700×150×5mm
2.2锚索支护参数的确定:
锚索数目确定:
??????????????
根据公式N=K-W/ P断
???????????? ?
式中:N————锚索数目
????? K————安全系数????? P断——— 锚索的最低破碎率,KN???? ? W————被悬吊岩石的自重,KN
W=B·εh·εr·D
B————巷道掘进宽度,m
εh————悬吊的岩层厚度,m
εr————悬吊的岩层的平均容重
D————锚索排距,m
??三、锚索构件材料制作和施工工艺
1、锚索构件材料制作:
钢绞线采用φ1mm,最低破断率为260.7KN,在锚索的锚固段用铁丝焊一些铁刺得用它对树脂锚固剂均匀搅拌,在锚固端1.5m处焊一挡圈,防止树脂下流,充分发挥树脂锚固剂的锚固效果。
2、施工工艺:
锚索井下施工可以分为钻锚索孔——锚索安装——预应力张拉2道工序
我们对打锚索孔采用配1.m长φ19mm六方钻杆进行钻孔,钎杆与钎杆之间采用联接套联接,现钻眼效果很好。
锚索安装
锚索安装时先把5卷树脂药放入孔内,用钢绞线推入孔底,然后采用配底座进行搅拌,搅拌时间40s。
预应力张拉:
树脂药搅拌40分钟后,进行上托板,装锁具,然后采用SDB手动油泵配张拉千斤顶进行预应力张拉,张拉力控制在20-25Mpa,达到要求后退千斤顶,锚索锁定后外露留有150mm钢绞线。
?四、支护效果和经济分析:
以往在复杂地质条件下局部漏顶事故常有发生,造成不安全隐患和经济损失,架棚支护增加了人工和材料费用,巷道断面使用率低,而采用锚杆、锚索桁架支护后,比钢棚每米节约支护费用500元,每月可节约人工费用2万元,且支护效果很好,充分发挥顶板自承能力的基础上增加巷帮对巷道顶板的支承力。
?
五、结论:
采用预应力锚杆锚索桁架支护技术解决了巷道围岩软弱层理发育,整体稳定性差的复合层顶板和近距离煤层构成的复杂地质条件下的支护问题,其施工简便,断面利用率高,工期短费用低,同时能保证施工人员安全,很有推广价值。
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